Проектирование административного самолета с разработкой конструкции крыла

В технологическом разделе проведен анализ конструкции консоли крыла на технологичность. По составленной схеме членения агрегата на детали и сборочные единицы разработана схема последовательно-параллельной сборки. Также была проведена оценка погрешности сборки при принятой схеме увязки форм и размеров базовой детали и сборочного приспособления. Составлено техническое задание на проектирование стапеля для сборки консоли крыла.

Экономическая эффективность спроектированного административного самолета оценивалась по критерию конкурентоспособности. В качестве экономического показателя была принята себестоимость летного часа. В результате определения уровня конкурентоспособности было получено значение интегрального показателя больше единицы, что указывает на то, что продукция конкурентоспособна и имеет в своем потребительском сегменте потребительские характеристики лучше, чем у аналога. Основным фактором, влияющим на эффективность эксплуатации спроектированного самолета, является меньший удельный расход топлива по сравнению с рассмотренным самолетом-аналогом.

В разделе техники безопасности были определены опасные и вредные факторы, возникающие при эксплуатации самолета. Разработаны мероприятия по защите от выявленных негативных факторов.



Список литературы

1. Воронин, А.А. Время экономить// Business Travel - сетевой журн. - 2016.

2. О стреловидности крыла // Авиация понятная всем. - Электрон. статья. - 2013.

3. Президент компании PowerJet Жак Декло: «Суперджет 100 теснит конкурентов, а не наоборот» // Суперджет (SSJ-100): реальность против домыслов. - Электрон. статья. - 2013.

4. Анурьев В.И. Справочника конструктора машиностроителя. В 3-х кн. 1. 6-е изд. М.: Машиностроение 1982. 632 с.

5. Бадягин, А. А. Проектирование самолетов. / А. А. Бадягин [и др.] - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1972. - 516 с.

6. Говорков А.С. Методика количественной оценки технологичности конструкции изделий авиационной техники // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20, № 1. с. 31-37

7. Егер, С. М. Проектирование самолетов: учебник для вузов / Егер С. М. [и др.] - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

8. Житомирский Г. И. Конструкция самолетов: учебник для студентов авиационных специальностей вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2005. - 406 с

9. Зайцев В.И. Конструкция и прочность самолетов. Учебное пособие / В.И. Зайцев, В.Л. Рудаков. - Издательство: Вища школа, 1978. - 488 с.

10. Технология самолетостроения: Учебник для авиационных вузов/А. Л. Абибов, Н. М. Бирюков, В. В. Бойдов и др.. Под ред. А. Л. Абибова. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Машиностроение, 1982. -- 551 с.



Приложения

Приложение А

«Эпюры от действия массовых и аэродинамических сил»

Рисунок А.1 - Эпюры от действия аэродинамических сил



Рисунок А.2 - Эпюры от массовых сил веса крыла



Рисунок А.3 - Эпюры от веса баков с топливом



Рисунок А.4 - Эпюра крутящего момента от массовых сил крыла

Рисунок А.5. - Эпюра крутящего момента от массы топливных баков



Рисунок А.6 - Эпюра крутящего момента от массы шасси

Рисунок А.7 - Эпюра изгибающего момента от веса шасси



Рисунок А.8 - Суммарная эпюра от действия аэродинамических и массовых сил



Рисунок А.9 - Эпюра крутящего момента от действия воздушной нагрузки

Приложение Б

«Расчет сечения крыла на изгиб»

Таблица Б.1 - Координаты центра тяжести элементов сечения растянутой панели в первом приближении.

	0,0005	0,02	0,059	0,11	0,164	0,222	0,281	0,34	0,401
	-0,21	-0,79	-0,126	-0,162	-0,194	-0,215	-0,234	-0,25	-0,262
	0,489	0,586	0,648	0,71	0,772	0,834	0,896	0,958	1,019
	-0,263	-0,284	-0,287	-0,291	-0,293	-0,294	-0,294	-0,292	-0,291
	1,081	1,143	1,25	1,267	1,328	1,391	1,453	1,514	1,576
	-0,289	-0,286	-0,283	-0,279	-0,275	-0,271	-0,266	-0,261	-0,257
	1,638	1,7	1,761	1,823	1,884	1,946	2,008	2,069	2,131
	-0,249	-0,242	-0,236	-0,229	-0,222	-0,214	-0,207	-0,199	-0,191
	2,192	2,285	2,376	2,437	2,498	2,559	2,621	2,681	2,742
	-0,182	-0,169	-0,154	-0,144	-0,134	-0,123	-0,112	-0,102	-0,091
	2,804	2,865	2,926	2,987	3,048	3,109	3,17	-	-
	-0,081	-0,071	-0,061	-0,051	-0,04	-0,032	-0,02	-	-

Таблица Б.2 - Координаты центра тяжести элементов сечения сжатой панели в первом приближении.

	0,0005	0,025	0,058	0,098	0,14	0,185	0,23	0,277	0,327
	0,046	0,09	0,126	0,155	0,179	0,2	0,218	0,233	0,246
	0,374	0,43	0,495	0,566	0,615	0,664	0,713	0,762	0,811
	0,257	0,265	0,263	0,289	0,285	0,288	0,29	0,292	0,292
	0,86	0,909	0,957	1,006	1,055	1,104	1,153	1,202	1,251
	0,293	0,293	0,292	0,291	0,29	0,288	0,286	0,283	0,28
	1,3	1,35	1,398	1,447	1,495	1,544	1,593	1,642	1,691
	0,277	0,274	0,27	0,266	0,262	0,258	0,253	0,248	0,243
	1,739	1,788	1,837	1,885	1,934	1,983	2,031	2,08	2,129
	0,238	0,233	0,227	0,221	0,216	0,21	0,204	0,197	0,191
	2,177	2,226	2,288	2,371	2,419	2,468	5,516	2,564	2,613
	0,184	0,177	0,162	0,155	0,147	0,138	0,131	0,122	0,114
	2,661	2,709	2,757	2,806	2,854	2,902	2,951	2,999	3,047
	0,105	0,097	0,089	0,081	0,073	0,065	0,057	0,048	0,041
	3,095	3,144	3,192	-	-	-	-	-	-
	0,032	0,024	0,016	-	-	-	-	-	-

Таблица Б.3 - Значения напряжений в элементах сечения

дi	387552,6	2567536	4311523	5667957	6830615	7847940,4	8719934	9446595	10076368
дi	10609253	10996805	10899917	11868799	11965687	12111019	12207907	12304796	12353240
дi	12353240	12353240	12304796	12256351	12207907	12111019	12014131	11917243	11723467
дi	11578134	11432802	11239026	11093694	10851473	10657697	10463921	10003702	9979480
дi	9688815	48686297	9155931	8913710	8623046	8332381	8041717	7702608	7411944
дi	7121279	6782171	5764845	5667957	5280404	4892852	4505299	4117747	3681750
дi	3294197	2906645	2519092	2131539	1743987	1307990	920437,5	532884,8	145332,2
дi	-290664	-629773	-1065770	-	-	-	-	-	-

Приложение В

«Спецификация консоли крыла»

Приложение Г

«Спецификация сборочного приспособления»

Приложение Д

Отчет по производственной (преддипломной) практике



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный федеральный университет»

Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве

Кафедра «Самолето- и вертолетостроение»

Отчет

По производственной (преддипломной) практике

Специальность 24.05.07 «Самолето- и вертолётостроение»

Отчет защищен с оценкой

Выполнил студент

А.А. Жильцов

Руководитель практики:

В.Е. Безручко, А.П. Титаренко

от филиала В.Е. Безручко

г. Арсеньев 2018 г



Содержание

Введение

1. Построение комплекта конструкторской документации

2. Оформление рабочего чертежа

3. Технические условия

4. Порядок внесения изменений в КД

5. Порядок устранения дефектов

6. Структура предприятия и отдела главного конструктора

7. Технология сборки крыла

Заключение

Список литературы



Введение

Место прохождения практики - ПАО ААК «Прогресс», отдел главного конструктора. Согласно заданию в процессе прохождения практики необходимо изучить следующие вопросы: построение комплекта конструкторских документов, оформление рабочего чертежа, технические условия, порядок внесения изменения в документацию и устранения дефектов, структуру предприятия и отдела. Также нужно ознакомиться с технологией сборки консоли крыла: проанализировать функциональное назначение узла, рассмотреть базовый вариант технологического процесса и составить схему взаимозаменяемости агрегата.



1. Построение комплекта конструкторской документации

Построение комплекта конструкторской документации начинается с составления нулевой спецификации, в которой указаны позиции агрегатов, узлов планера и систем оборудования. Обозначение чертежа состоит из шифра, включающего:

ХХХ - обозначение изделия, выпускаемого на предприятии (вертолет Ка50/52- 800; Ка62 - 762);

ХХ - обозначение модификации изделия (Ка-50 - 00, Ка-52К - 06, Ка-52Э экспортный вариант - 20);

ХХХХ - обозначение группы агрегата или системы оборудования (0100 - общий вид, 1000 - трансмиссия, 2000 - крыло, 3000 - оперение, 6000 - топливная система, 0200 фюзеляж (0230 - хвостовая, 0222 - средняя, 0214 - хвостовая часть фюзеляжа));

ХХХХ - порядковый номер входящих чертежей.

2. Оформление рабочего чертежа

В основной надписи записываются необходимые сведения: обозначение чертежа, наименование чертежа, информация о предприятии, разработавшем чертеж, вес изделия, масштаб, стадия разработки, номер листа и информация о лицах ответственных за данный документ.

Литера, проставляемая в основной надписи чертежа, указывает, на какой стадии разработки находится документ:

П - техническое предложение;

Э - эскизный проект;

Т - технический проект;

О - опытная партия;

О1 - корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца.

На чертеже должна быть представлена вся необходимая информация для изготовления детали. Необходимо указать не только геометрические формы и размеры детали или сборочной единицы, но и требования по термообработке, точности изготовления, покрытию и т.п. Эта информация указывается в технических требованиях (ТТ) на чертеже.

На сборочных чертежах указывают информацию, необходимую для правильного выполнения сборки. Это могут быть указания о герметичности соединений, маркировке, сварке, испытаниях, размерах.

Таблица 1. Пример технических требований

Технические требования	Расшифровка
БЧ деталь поз.1 изготавливать по эл. модели.	БЧ - деталь без чертежа
Допускаемые дефекты и методы и способы их устранения согласно ПИ-ОГТ-1959-99.	ПИ - производственная инструкция
Предельные отклонения размеров для металлических БЧ деталей по ОСТ 100022-80	ОСТ - отраслевой стандарт Предельные отклонения размеров от 0,1 до 10000 мм и допуски формы и расположения поверхностей, не указанные на чертеже
БЧ детали клеймить Кк	Кк - окончательная приемка, клеймить краской
Стопорение детали 32 - 2.1, детали 26 - 2.2 ОСТ 139502-77	2.1, 2.2 - стопорение шплинтом по ОСТ 139502-77

3. Технические условия

Согласно ГОСТ 2.114-2016 Единая система конструкторской документации. Технические условия разрабатываются в составе комплекта КД и являются неотъемлемой частью комплекта КД на изделие.

Обозначение ТУ на изделия машиностроения согласно правилам ЕСКД является обязательным. Рабочие ТУ следует обозначать в соответствии с ГОСТ 2.102, ГОСТ 2.104, ГОСТ 2.201.

ТУ в общем случае должны содержать вводную часть и разделы, расположенные в следующей последовательности:

Технические требования

Требования безопасности

Требования охраны окружающей среды (правила контроля, методы испытаний, указания по эксплуатации)

Гарантии производителя.

Состав разделов и их содержание определяет разработчик в соответствии с особенностями изделия, могут быть дополнены другими разделами, или в них могут не включаться отдельные подразделы.

ТУ на изделие Ка-52

Вводная часть

Назначение ТУ

Образец для производства вертолетов

Сведения о технической документации

Требования к ТП

Мероприятия по устранению, выявлению дефектов.

Технические требования

Геометрические данные вертолета

Регулировочные данные вертолета

Данные по массе и положению центра масс

Летно-технические требования

Требования по прочности, безопасности

Требования к составным частям

Взаимозаменяемость сборочных единиц и деталей

3. Правила испытания и приемки

4. Методы контроля

5. Маркировка

6. Ресурсы и сроки службы

7. Лист регистрации изменений

4. Порядок внесения изменений в КД

Изменения в электронный чертеж вносятся инженером-конструктором на основании извещения об изменении в отделе 516 главного конструктора. На новом чертеже проставляется обозначение извещения об изменении и порядковый номер изменения в основную часть, также номер изменения ставится в поле чертежа рядом с местом проведения изменения. Если изменения незначительны, а чертеж имеет содержание большого объема, то изменения вносятся в ПИ (предварительное извещение), которое прикрепляется к чертежу.

В случае обнаружения ошибки в ИИ выпускается ДИ (дополнительное извещение). Чертеж, который подлежит изменению, аннулируется и отправляется в архив до востребования. Группа проведения (отдел 517) проводит изменения в чертежах ручным способом.Допускается оформлять одно общее извещение об изменении на изменения, проводимые одновременно в нескольких документах, в случае, если изменения взаимосвязаны или одинаковы для всех изменяемых документов (ОСТ 1 00430-92). Рекомендуется выполнять извещение об изменении на листах формата А4 вертикальной ориентации (Рисунок 1).

В графе 1 указывают код предприятия или краткое наименование предприятия, выпустившего ИИ. Допускается графу не заполнять, если код предприятия содержится в обозначении ИИ.

В графе 2 указывают обозначение ИИ.



Рисунок 1. Бланк извещения об изменении.

В графе 3 указывают обозначение изменяемого документа. Если выпущено одно общее ИИ, то в графе делают надпись «См.ниже», а обозначения изменяемых документов и их инвентарные номера (при необходимости) указывают в середине графы 18 перед изложением содержания изменений и подчеркивают.

В графе 4 указывают дату передачи утвержденного ИИ в СТД предприятия. Эта дата считается датой выпуска выпуска ИИ.

В графе 5 указвают дату, до наступления которой должны быть внесены изменения в документы по данному ИИ или документы должны быть аннулированы предприятии-держателе подлинников и отосланы копии ИИ внешним абонентам.

Графы 5а, 6, 6а и 7 предназначены для заполнения при выпуске ПИ или ПР.

В графе 9 составитель указывает общее количество листов ИИ.

В графе 10 кратко указывают конкретную техническую причину изменения.

В графе 11 указывают код причины изменения (Таблица 2)

Таблица 2. Коды причин изменений



В графе 12 дают конкретные указания по использованию задела изменяемых изделий.

Например, «Не отражается» - если изменение не отражается на конструкции изделия или эксплуатационных документах и не влияет на использование задела.

«Не использовать» - при недоступности использования или невозможности доработки задела. «Использовать» или «Использовать на ____ комплектов», «Использовать до_____», «Использовать при обеспечении____» (с указанием конкретного срока, количества или серии) - при использовании задела без учета вносимых изменений, запись календарного срока производят арабскими цифрами.

«Доработать» или «Использовать с (конкретные указания по доработке)» - если задел может быть использован с дополнительной доработкой. При этом должны быть записаны также указания о выполнении операций, нарушенных в процессе доработки.

Задел изменяемых изделий, указываемый в ИИ - все полностью или частично изготовленные, но не реализованные (не сданные на склад готовой продукции изготовителя и не принятые заказчиком) изделия (детали, СЕ, комплекты), выполненные по КД до внесения в них изменений по данному ИИ.

5. Порядок устранения дефектов

Ответственными лицами за качество изготавливаемой цехом продукции являются:

Рабочий

Исполнитель

Производственный мастер (как технический руководитель производственного участка)

Начальник цеха и его заместители.

За качество продукции, принятой ОТК и сданной в цехи-потребители, ответственность несут работники БТК, и наряду с ними производственный мастер, начальник цеха.

Запрещено начало проведения процедур контроля и приемки продукции без утвержденного ТП (инструкции) - основного документа, регламентирующего порядок соблюдения необходимых контрольных операций, методику проведения контроля, порядок отдельных видов оборудования.

Правила контроля первых от партии деталей позволяет своевременно выявить и предотвратить брак всей партии деталей.

Контроль первой партии проводит работник БТК согласно закрепленным за ОТК контрольным операциям ТП.

После изготовления первой от партии детали исполнитель обязан проверить качество изготовления на соответствие всем требованиям КД, НД и ТП согласно контрольным операциям ТП, закрепленным за исполнителем и предъявить деталь производственному мастеру. Производственный мастер должен убедиться в качестве изготовления первой детали и оформить сопроводительную документацию (поставить подпись в соответствующей графе маршрутной карты) и предъявить деталь работнику БТК.

В случае обнаружения несоответствия первой партии детали производственный мастер оформляет результаты контроля ведомостью осмотра. Вызываются конструктора для решения возникшей проблемы.

В случае обнаружения несоответствий при проведении контроля первой от партии детали работник БТК вписывает их в ведомость осмотра с указанием идентификационного номера ДСЕ (детали, сборочной единицы) и возвращает деталь вместе с сопроводительной документацией производственному мастеру. При получении ведомости осмотра производственный мастер совместно с технологом группы и работником БТК проводит анализ причин, выявленных несоответствий и организует их устранение с оформлением одного из документов.



6. Структура предприятия и отдела главного конструктора

Структура предприятия и отдела главного конструктора указана в Приложении А.

7. Технология сборки крыла

Анализ функционального назначения сборочной единицы (СЕ) и технические требования к сборке

Крыло разведытельно-ударного вертолета Ка-52 предназначено для размещения в различных конфигурациях под консолью на узлах подвески ракетного вооружения, топливного бака и контейнера для грузов. Подкрыльевые держатели способны нести вооружение весом до 2 тонн. Также при горизонтальном полете летательного аппарата данный агрегат служит для создания дополнительной подъемной силы, тем самым разгружая несущий винт. На Рисунке 2 показаны нагрузки, действующие на консоль крыла.

Конструкция агрегата включает в себя продольный (лонжероны) и поперечный (нервюры) силовой набор, кронштейны и обшивку. Крыло двухлонжеронное, обладает более высокой прочностью на кручение в сравнении с однолонжеронным.

Технические требования к точности сборке консоли крыла согласно сборочному чертежу следующие:

Допускается отклонение шага ±5 мм заклепочных швов по переднему и заднему лонжерону в районе стыка титановых окантовок крыла.

Во втулках I и II допускается разностенность до 0,5 мм.

Предельные отклонения размеров для неметаллических материалов по ОСТ 1000429-81, js14, для металлических по ОСТ 100022-80.



Рисунок 2. Схема нагружения консоли крыла.

Анализ базового варианта технологического процесса

Консоль крыла вертолета в базовом варианте ТП собирается в стапеле по последовательной схеме сборки. Данный вариант сборки имеет некоторые недостатки:

сборочный процесс достаточно трудоемкий и длительный;

взаимозаменяемость сборки практически невозможна;

ограниченные пространственные подступы к выполнению сборочных работ (клепка, сварки, нанесение герметиками т.п.);

требуется высокая квалификация рабочих.

Перечислим технологические процессы сборки консоли крыла:

Сборка верхней панели

Сборка нервюры

Сборка обтекателя

Сборка контейнера

Установка кронштейнов на полочки нервюр.

Сборка каркаса крыла

Установка, засверловка профилей под пилоны

Установка и засверловка панелей крыла в стапеле

Установка и засвеловка носовой части в стапеле

Клепка нижней панели крыла

Клепка верхней панели крыла

Рассверловка, установка хвостовой части

Сборка носовой части

Снятие крыла со степеля

Разделка крыла в разделочном стенде

Сборка внутреннего обтекателя

Установка пилонов на крыло

Подгонка и установка обтекателей пилонов внутренних и внешних

Для уменьшения цикла сборки принимаем последовательно-параллельную схему сборки. Выделяем два узла, которые будут собираться параллельно в стапеле: лонжерон I в сборе с носками нервюр, лонжерон II в сборе с нервюрами. Далее общая агрегатная сборка будет вестись последовательно.

Схема взаимозаменяемости агрегата

Взаимозаменяемость консоли крыла обеспечивается точностью сборки. Точность сборки призвана обеспечивать соответствие действительных значений параметров изделия значениям, заданным в технической документации.

Точность сборки зависит от ряда факторов:

точности размеров и формы,

шероховатости сопрягаемых поверхностей деталей,

взаимного положения деталей при сборке,

технического состояния средств технологического оснащения,

Различают заданную (требуемую) точность, которую назначает конструктор ОКБ при проектировании изделия и указывает в технических условиях (ТУ). Из статистических допустимых отклонений размеров на внешние контуры агрегатов летательных аппаратов принимаем, что допустимое отклонение размера при сборке консоли крыла вертолета равно ± 1 мм.

Ожидаемую точность получают в результате аналитического расчета, выполненного по определенной методике на этапе завершения проектирования технологического процесса сборки и его оснащения.

Величины допускаемых производственных погрешностей (или отклонений от номинального размера) определяют на основе экспериментально подтвержденных, статистически обработанных замеров отклонений от номинального размера.

Структурная схема взаимозаменяемости для бесплазового метода увязки представлена на Рисунке 3.

Рисунок 3 - Структурная схема для бесплазового метода увязки

ТЧ -- теоретический чертеж;

ЭМ -- электронная модель;

УП -- управляющая программа;

ЧПУ -- числовое программное управление;

ЭСП -- элементы сборочного приспособления;

СП - сборочное приспособление.



Заключение

В ходе преддипломной практики были изучены вопросы построения комплекта конструкторской документации, оформления рабочего чертежа, рассмотрены технические условия изделия (вертолета Ка-52), порядок внесения изменений в конструкторскую документацию и устранения дефектов, структура предприятия и отдела главного конструктора. В технологической части рассмотрена сборка крыла вертолета: проанализировано функциональное назначение агрегата, рассмотрены технологические процессы сборки крыла и схема взаимозаменяемости агрегата на основе бесплазового метода увязки форм и размеров.



Список литературы

1. ГОСТ 2.503-90 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила внесения изменений.

2. ГОСТ 2.102-38 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов.

3. ГОСТ 25346-89 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок.

4. ГОСТ 23887-79 Сборка. Термины и определения.

5. ОСТ 1 00430-92 Документы конструкторские, технологические, программные. Правила внесения изменений.

6. Бабушкин, А.И. Методы сборки самолетных конструкций / А. И. Бабушкин. - М. : Машиностроение, 1985. - 278 с.

7. Братухин, А.Г. Современные технологии авиастроения: производственное изд. / А. Г. Братухин, Ю. Л. Иванов, Б. Н. Марьин [и др.]. - М. : Машиностроение, 1999. - 832 с.

8. Гусева, Р. И. Теоретические основы сборки самолета : учеб. пособие / Р. И. Гусева, А. В. Вялов. Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2005. 96 с.

Размещено на Allbest.ru